光学总复习-河科大

《光学总复习-河科大》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、建筑光环境河南科技大学李宁本篇知识构架第1章建筑光学基本知识——光环境的相关概念第2章天然采光——各种采光窗的采光特性和采光设计及计算方法第3章建筑照明——人工光源和灯具的光学特性及其基本的照明设计和计算方法第1章建筑光学基本知识人眼看到的光是一种能够直接引起视感觉的电磁辐射，其波长范围为380~780nm。电磁波谱明视觉、暗视觉和中间视觉明视觉是指在明亮环境中（大于3cd/m2以上的亮度水平），主要由视网膜的锥体细胞起作用的视觉。明视觉能够辨认很小的细节，此时人眼具有颜色感觉，而且对外界亮度变化的适应能力强，反应迅速。暗视觉是指在黑暗环境中（小于0.01

2、cd/m2以上的亮度水平），主要由视网膜的杆体细胞起作用的视觉。暗视觉只有明暗感觉而无颜色感觉，也无法辨认物体的细节，对外部明暗变化的适应能力低，反应缓慢。中间视觉发生在明视觉与暗视觉之间，此时视觉系统的锥状和杆状细胞同时在起作用，二者的作用大小依实际而变化。视觉适应从明亮环境到较暗环境时，人眼对环境转换的适应称为暗适应，适应时间较长。从较暗环境到明亮环境时，人眼对环境转换的适应称为明适应，适应时间较短。光谱光视效率在明暗视觉下，人眼观看相同功率、不同波长的光辐射，感觉到的明亮程度不同。人眼的这种特性常用光谱光视效率V(λ)的曲线表示。明视觉时，人眼感到黄

3、绿光部位最亮，最大值在波长555nm处；暗视觉时，蓝绿光部位最亮，最大值在507nm。——在不同光亮条件下人眼感受性不同的现象称为普尔金耶效应（Purkinjeeffect）光通量是说明某一光源向四周空间发射出的总光能量。不同光源发出的光通量在空间的分布是可以调节的。例如，使用灯罩就会使得同一光源向下反射的光通量增加，故，了解光通量的空间分布状况也很必要——发光强度正是其表征1.光通量2.发光强度I发光强度：表示光源光通量的空间密度光源在某一方向的发光强度定义为光源在该方向上单位立体角内发出的光通量。表示发光强度与方向有关单位：坎德拉(candela,

4、cd)光通量和发光强度都是光源自身的特性，对于被照面而言，常要研究其实际被照射的程度，常用“照度”来衡量。定义：落在单位面积被照面上的光通量的数值，即被照面上的光通量密度。表达式（当光通量均匀分布在被罩表面上时）：其中，Φ为光通量（lm），A为被照面面积（m2）单位：勒克斯(lux,lx)，相当于1lm的光通量均匀分布在1m2的被照面上3.照度E1lm1m24.光源的发光强度I与被照面的照度E之间的关系i——入射光线与被照面法线间的夹角。——射束截面法线与射束方向间的夹角。（发光面法线与视线方向的夹角）5.亮度L5.1定义相同照度条件下，人眼观看黑、白两

5、个物体，感觉白色物体亮得多，说明人眼对物体的视觉感觉不能用物体表面照度来直接说明。亮度的定义为：发光体在视线方向上单位面积发出的发光强度。人们能看到的最低亮度（称“最低亮度阈”）——10-5πcd/m2亮度上限——16×104cd/m2，超过上限，感到刺眼，无法坚持工作；5.2亮度表达式当量面积AcosI距离rL——表示与表面法线成角方向上的亮度。——射束截面法线与射束方向间的夹角。（发光面法线与视线方向的夹角）由于物体表面亮度在各方向不一定相同，与表面法线成角方向上的亮度（假设角方向上射束截面A的发光强度均相等时）：亮度和照度有何区别？

6、照了不一定亮！照度相同吸光材料，亮度低反光材料，亮度高E——被照面照度，lx；L——发光表面亮度，cd/m2；A——发光表面面积，m2；r——光源至被照面距离，m；——光源射线与光源法线夹角；i——光源射线与被照面法线夹角。iEr光源面积AL6.光源亮度L与被照面照度E的关系小结按照材料反光透光特性，将其分为两大类：一类属于规则的，另一类为扩散的。反光和透光材料规则反射与透射材料入射角＝反射角例子：玻璃镜、磨得很光滑的金属表面应用：利用反射光线的指向性，将表面放在合适位置，将光线反射到需要的地方，或避免光源在视线中出现光线射到透明材料上则产生规则透

7、射。规则透射是在无漫射的情况下，按照几何光学的定律进行的透射：材料两表面平行，则光线透射方向与入射方向平行；若两表面不平行，透射光线也不与入射光线平行。例子：平板玻璃，隔着它可以清楚地、毫无变形地看到另一侧景物；压花玻璃，使外界形像扭曲不清，不分散室内人们注意力，又避免室内活动从室外一览无余。扩散反射与透射材料分两类：漫射材料、混合反射与透射材料漫射材料（均匀扩散材料）入射光线均匀地向四面八方反射或透射，各角度亮度相同例子：石膏和大部分无光泽、粗糙的建筑材料，如粉刷涂料、砖墙等属于漫反射材料；乳白玻璃和半透明塑料属于漫透射材料，透过它看不见光源形像或外界景

8、物，只能看见材料本色和亮度上的变化，常用于灯罩、发光顶棚，以降低光